Устройство для защиты от обратных токов

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнх

Соцналнстнческик

Реслу6лнк

„„855830 (61) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено 11.07.79 (21) «7796280I24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.з

Н02Н318

Государственный комитет (53) У Д К 621. 316..925 (088.8) Опубликовано 15.08.81. Бюллетень № 30 по делан изобретений н открытий

Дата опубликования описания 25.08.81

t

В. В. Михайлов, Н. Г. Слухаев, С. A. Ярово и К). Д. Шиш (72) Авторы изобретения! (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАЩИТЫ ОТ ОБРАТНЫХ ТОКОВ

Изобретение относится к релейной зашите и противоаварийной автоматике и может быть использовано для выявления обратных токов, сопутствующих аварийным режимам, в электроэнергетических системах постоянного тока, в частности в судовых энергосистемах, Известны устройства, содержащие выходной блок и двухкаскадный магнитный усилитель, работающий в релейном режиме, состоящий из предварительного и выходного каскадов, нагрузкой последнего является электромеханическое реле (1).

Недостатки данного устройства — возможность несрабатывания его в случае появления обратного тока большой кратности. и ложное срабатывание при обрыве кабеля связи между предварительным каскадом и выходным каскадом магнитного усилителя.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство для защиты от обратных токов, содержащее датчик контролируемого 20 параметра, представляющий собой предварительный каскад магнитного усилителя, подключенный с помощью кабеля связи к точке соединения последовательно включенHhlx сглаживаю|цего фильтра, выходного каскада магнитного усилителя, первого входа выходного блока и последовательно включенных первого входа схемы сравнения, второй вход которой полкгпочен к выходу сглаживаю|цего фильтра, реагируюше| о блока и селектора импульсов llo длительности, выход последнего подключен к второму входу выходного блока. выход которого является выходом устройства (2).

Недостатком данного устройства является ложное срабатывание при повреждении кабеля связи.

Цель изобретения — повышение надежности работы, путем исключения ложных срабатываний устройства при поврежлении кабеля связи.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве лля защиты от обратных токов, содержащем датчик контролируемого параметра, выполненный в виде магнитного усилителя с само насыщением, выхол которого подключен с помощью кабеля связи к последовательно соединенным блоку сравнения и реагирующему блоку, выходной блок, выход последнего является выхолом

855830

15

Зо

% >%т

55 устройства, указа нный блок сравнения выполнен в виде несимметричного резистивного моста, элемента ЗАПРЕТ, двух диодов и блока опорных напряжений, выполненного по мостовой схеме, при этом противоположные плечи моста образованы резистором и стабилитроном, первая и вторая вершины первой диагонали моста подключены соответственно к общей шине и к выводу;Ioíoëíèòåëüíîãо источника питания, причем выход магнитного усилителя с са»онасыщением подключен к первой вершине первой диагонали несимметричного резистивного»оста, вторая вершина указанной диагонали подкл1очена к общей шине дополнительного источника питания блока опорных напряжений, к первой вершине второй диагонали неси»метричного рсзистивного моста подключены один из входов реагирующего блока и через последовательно соединенные элемент ЗАПРЕТ и первый диод, включенный в обратном направлении, первая вершина второй диагонали моста олока опорных напряжений, вторая вершина указанной диагонали через второй диод, включенный в прямом направлении, подключена к точке соединения второй вершины второй диагонали несимметричного резистивного моста и другого входа реагирующего блока, выход последнего соединен с запрещающим входом элемента ЗАПРЕТ и входом выходного блока.

На чертеже представлена функциональная схема устройства загциты от обратных токов.

Устройство содержит датчик контролируемого параметра, выполненный в виде магнитного усилителя с самонасыгцением, выход которого с помощью кабеля 2 связи полк,почсн к последовательно соединенным блоку 3 сравнения, реагируюшему блоку 4 и к выходному блоку 5. Блок 3 сравнения выполнен в виде несимметричного резистивного моста 6, элемента 7 ЗАПРЕТ, первого и второго диодов 8 и 9 соответственно и блока !О опорных напряжений, выполненного по мостовой схеме, при этом противоположные плечи моста ооразованы резистором и стабилитроном, первая и вторая вершины первой диагонали моста подключены соответственно к общей шине — Е и к выводу +Е дополнительного источника питания. Выход датчика 1 контролируемого параметра подключен к первой вершине 11 первой диагонали несимметричного резистивного моста 6, вторая вершина 12 указанной диагонали подключена к общей шине-E дополнительного источника питания блока

10 опорных напряжений, к первой вершине

13 второй диагонали несимметричного резистивного моста 6 подключен вход 14 реагирующего блока 4 и через последовательно соединенные элемент 7 ЗАПРЕТ и первый диод 8, включенный в обратном направлении, первая вершина !5 второй диагонали моста блока 10 опорных напряжений, вторая вершина 16 указанной диагонали через второй диод 9, включенный в прямом направлении, подключена к точке соединения второй вершины 17 второй диагонали несимметричного резистивного моста 6 и входа 18 реагирующего блока 4, выход последнего соединен с запрещающим входом элемента 7 ЗАПРЕТ и входом выходного блока 5.

Устройство работает следующим образом.

Для определения полярности тока используется различие формы выходного напряжения магнитного усилителя с самонасыщением (МУС) на левой ветви характеристики в области отрицательной обратной связи (ООС) и на правой ветви характеристики в области положительной обратной связи (ПОС) . В ПОС напряжение на выходе МУС в интервале полупериода питающего напряжения 0 g 01t с, где угол насыщения сердечников МУСа, т. е. когда ооа сердечника МУСа не насыщены, равно напряжению холостого хода Ux.x

После насыщения одного из сердечников, т. е. в интервале !-(ut (7Гвыходное напряжение представляет собой прямоугольные импульсы, амплитуда которых равна напряжению питания

На левой ветви выходное напряжение

МУС в 1-ом и 2-о» интервалах полупериода практически равны, а их мгновенные значения пропорциональны току, протекающему в защищаемом участке сети.

Соотношение между резисторами несимметричного резистивного моста 6 выбрано таким образом, чтобы выполнялось условие

Блок 10 опорных напряжений формирует два стабилизированных напряжения: на выходе равное (0,6 — 0,8) Uï, где U„ амплитуда выходного напряжения МУС, а на выходе 16 равное (1,1 — 1,2) Ux.х, где

Ux.x. — — напряжение холостого хода МУС.

Протекание токов нормальных эксплуатационных режимов через защищаемый участок сети, соответствующих работе МУС на правой ветви характеристики в интервале 0 (ut (приводит к отпиранию диода 9 и появлению во второй вершине 17 второй диагонали несимметричного резистивного моста с напряжением равным (1,1 — !,2)U», определяемым стабилизированным напряжением во второй вершине 16 второй диагонали блока 10 опорных напряжений. Под действием обратного напряжения, п)эиложепного к диоду 8, последний запирается и отключает первую вершину 13 второй диагонали несимметричного резистивного моста 6 от первой вершины 15 второй диагонали моста блока 10 опорных напряжений.

855830

UI3 017; ЦЗ UX.X.

1т1т=(1,1- 1,2) \Ь.х.

30

ФО(1Л Ц.! (2 и300 3е теНи. I

Поэтому в интервале О

Из условия (2) следует, что на вход 18 реагирующего органа 4 поступает напряжение1большее чем на вход 14. Под действием указанной разницы напряжений в вершинах 13 и 17 несимметричного резистивного моста 6, сигнал на выходе реагирующего органа 4 удерживается в состоянии, соответствуюшем логическому нулю.

В интервале d(0!t <Я выходное напряжение МУС представляет собой- прямоугольные импульсы, амплитуда которых равна напряжению питания МУС, поэтому согласно условию (1), напряжение в первой вершине 13 второй диагонали несимметричного моста 6 возрастает быстрее, чем напряжение во второй вершине 17 указанной диагонали, однако срабатывания реагируюшего органа 4 не происходит, ввиду того, что последний имеет задержку на срабатывание, равную (0,1 — 0,2) Т, где Т вЂ” период питающего напряжения МУС. В момент равенства напряжения в первой вершине 15 второй диагонали моста блока 10 опорных напряжений и напряжения в первой вершине 13 второй диагонали несимметричного резистивного моста 6 отпирается диод 8 и через элемент 7 ЗАПРЕТ осуществляется стабилизация напряжения в первой вершине 13 второй диагонали несимметричного резистивного моста 6 до уровня, задаваемого с помошью блока 10 опорных напряжений в первой вершине 15 второй диагонали моста, так как на входе элемента 7

ЗАПРЕТ присутствует разрешаюший сигнал с выхода реагирующего органа 4. Во второй вершине 17 второй диагонали несимметричного резистивного моста 6 напряжение в этом полупериоде возрастает до величины большей, чем в первой вершине 13 второй диагонали указанного моста, так как в это время запирается диод 9, который отключает его от второй вершины 16 второй диагонали блока 10 опорных напряжений.

Таким образом, как в первом 0

При обрыве кабеля 2 связи в нормальных эксплуатационных режимах напряжение во второй вершине 17 второй диагонали несимметричного резистивного моста 6 устанавливается равным напряжению во второй диагонали 16 второй диагонали блока 10 опорных напряжений, а напряжение в первой вершине 13 второй диагонали несимметричного резистивного моста 6 становится равным нулю, так как диод 8 будет закрыт обратным напряжением в первоп вершине 15 второй диагонали блока 10 опорных напряжений, что соответствует условию (2) нормального эксплуатационногоо режима. Поэтому реагирующий орган

4 остается в первоначальном положении и ложн ых сра баты ваш1 и устройства не происходит.

Появление обратных токов практически с любой скоростью нарастания и любой кратности вызывает переход МУС на левую ветвь характеристики, которая характерна тем, что выходное напряжение МУС как в интервале 0 . практически равно. В результате чего напряжение в первой вершине 13 второй диагонали несимметричного моста 6 возрастает быстрее чем напряжение во второй вершинс 17 второй диагонали указанного моста Ув Ул, что приводит к срабатыванию реагпруюшего органа защиты, и также к появлению запрещающего сигнала на входе элемента

7 ЗАПРЕТ, который отключает перву1о вс шину 13 второй диагонали несимметричного резистивного моста 6 от первой вершины 15 второй диагонали блока 10 опорных напряжений и исключает несрабатывание защиты и ри больших кратностях обратного тока.

Таким образом, предложенное техническое решение, позволяет повысить надежность работы. путем исключения логичныx срабатываний устройства при поврс ждснпн кабеля связи.

Устройство для загциты от обратных токов, содержащее датчик контролируемого параметра, выполненный в виде магнитного усилнтеля с самонасыгцением, выход которого подключен с помогцыо кабеля связи к последовательно соединенным блоку сравнения и реагируюшему блоку. выходной блок, выход последнего является выходом устройства, отличающееся тем, что, с цельк> повьппения надежности работы, путем исключения ложных срабатываний устройства прп повреждении кабеля связи, указанный блок сравнения выпо..шен в виде несимметричного резистивного моста, элемента ЗАГ!РЕТ, двух диодов и блока опорных напряжений, выполненного по мостовой схеме, при этом противоположные плечи моста образованы резистором и стабплитроном, пер- . вая и вторая вершины первой диагонали моста подключены соответственно к общей шине и к выводу дополнительного источника питания, причем выход магнитного усилителя с самонасышением подключен к первой вершине первой диагонали несиммстри I»îãî резисTèвного моста, вторая вершина указанной диагонали подклю.-гена к общей шине дополнительного источника питания блока опорных напряжений, к пер855830 вой вершине второй диагонали несимметричного резистивного моста подключены один из входов реагирующего блока и через последовательно соединенные элемент

ЗАПРЕТ и первый диод, включенный в обратном направлении, первая вершина второй диагонали моста блока опорных напряжений, вторая вершина указанной диагонали через второй диод, включенный в прямом направлении, подключена к точке соеди нения второй вершины второй диагонали несимметричного резистивного моста и

8 другого входа реагирующего блока, выход последнего соединен с запрещающим входом элемента, ЗАПРЕТ и входом выходного блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кротов A. А. и Максимов М. К. Магнитные элементы в судовых системах автоматики.-«Судостроег!ие», 1970, с. 184 — 187.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке ¹ 254356/24-07, кл. Н 02 Н 3/18, 1978 (прототип) .

Редактор T. Парфенова

Закан 6946/77

Составитель I. Воропаева

Тех ред А. Бой кас Корректор С. Корниенко

Тираж 675 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по дела м изобретений и открытий !! 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушска я наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патен1», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Устройство для защиты от обратных токов Устройство для защиты от обратных токов Устройство для защиты от обратных токов Устройство для защиты от обратных токов 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к устройствам поперечной емкостной компенсации в тяговой сети переменного тока 25 кВ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в радиоэлектронных и других устройствах, не допускающих подключения напряжения постоянного тока в обратной полярности

Изобретение относится к электротехнике , в частности к релейной защите

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в системах электропитания потребителей, не допускающих подключения электропитания с обратной полярностью

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам защиты от изменения направления постоянного тока, и дополняет основное авт

Использование: в области электротехники. Технический результат – повышение точности настройки на любой заданный режим компенсации при любых высокочастотных помехах и искажениях. Согласно способу для определения параметров контура нулевой последовательности сети используется свободная составляющая переходного процесса, несущая полную информацию о собственной частоте и добротности контура, которая выделяется из напряжения смещения нейтрали с применением дискретного вейвлет анализа, а для формирования в контуре сети импульса опорного тока используется источник в режиме большой скважности, имеющий малую установленную мощность. При расхождении собственной частоты контура с промышленной частотой формируют регулирующее воздействие на изменение индуктивности реактора. 3 ил.
Наверх